Ad-hoc-nätverk och spontana nätverk

Transkript

1 1 Ad-hoc-nätverk och spontana nätverk CNA Computer and Network Architectures laboratory

2 2 Översikt Inledning Ad-hoc-nätverk Vägval och vägvalsprotokoll Strömförbrukning Prestandautvärdering Spontana nätverk autokonfigurering och tjänstelokalisering spontant VPN bekväm säkerhet Summering

3 3 Mobila ad-hoc-nätverk MANET mobila multi-hopp trådlösa nätverk kapabla till autonom operation oberoende av fast infrastruktur de mobila noderna samarbetar för att skapa nätverksinfrastrukturen ad-hoc basstation

4 4 räddningstjänsten Tillämpningar kan snabbt sätta upp ett självkonfigurerande nät på katastrofplats militär taktisk kommunikation mobilt och adaptivt nät utan beroende till central nod för sin funktion kontor och hem ej självklart, men ad-hoc-nät har önskvärda egenskaper som kan överföras till dessa miljöer, t ex direkt kommunikation mobil-mobil

5 5 Vägvalsprotokoll centralt för funktionen av ett ad-hoc-nät bygger på samma grundprinciper som i fasta nät: link-state eller distance vector måste kunna hantera dynamiken med frekvent och icke predikterbara konnektivitetsförändringar hidden terminal-problemet bästa vägen mindre viktigt En uppsjö protokoll har sett ljuset de senaste åren. De mest lovande är: AODV Ad-hoc On-demand Distance Vector DSR Dynamic Source Routing

6 6 MANET vägval vägar upptäcks dynamiskt

7 7 MANET vägval vägvalsfel uppstår ofta

8 8 MANET vägval nya vägar upptäcks

9 9 Exempel: AODV Ad-hoc On-demand Distance Vector variant av konventionell distance vector vägval på begäran (on-demand routing) påstått vara loop-fritt väg-upptäckt genom flooding etablerar reverserad (temporär) väg väg-kvittens aktiverar framåt-vägen sekvensnummer garanterar vägens färskhet

10 10 Energi Ingen central energihantering Synonymt med bandbredd? Nej! kostnad för att sända och ta emot, men också för att vara igång och bara lyssna Frågor: collision avoidance overhead broadcast vs punkt-till-punkt-trafik inkrementell kostnad för data

11 11 Mätningar mätning av energi-förbrukning för kommersiellt IEEE trådlös LAN interface source send RTS send data destination energy (uw*sec) a b c d e f g h i j k k a b c d,e,g 50 le carrier sense? recv CTS recv ACK idle i,j f h size(bytes) -1 experimental circuit (top left) raw data (bottom left) linear power consumption curves (right)

12 12 Prestandautvärdering Utöka existerande simuleringar med energiförbrukning Protokoll som har bra bandbreddseffektivitet kan ha mycket dålig energieffektivitet 1e+08 8e+07 DSR/DSR-np/AODV drop recv send DSR/DSR-np/AODV discard recv(promisc) drop recv send bytes 6e+07 4e+07 mw * sec e max mobility pause time(s) zero mobility max mobility pause time(s) zero mobility routing overhead (traffic) routing overhead (energy)

13 13 Ad-hoc vs. spontana nätverk Ad-hoc-nätverk: Dynamiska multi-hopp trådlösa nätverk kapabla att fungera utan basstationer. De mobila noderna samarbetar för att skapa nätverksinfrastrukturen i en mycket dynamisk och resursbegränsad miljö. Spontana nätverk: Nätverk som uppstår spontant med lite konfigurering beroende på plats och situation kan vara ad-hoc, singel-hopps trådlöst eller trådbundet Scenarier: mötesrum, kontorsmiljö, flygplatslounge

14 14 Spontana nätverk Internet access info-utbyte adressering, namngivning och konnektivitet hitta tjänst vem får/får inte vara med?

15 15 Konfigurering Konfigurering: adressering och konnektivitet lätt för klienter, men svårare då du skall dela dokument, eller erbjuda andra tjänster IPv6: state-less autoconfiguration adresstilldelning utan serverstöd (till skillnad från DHCP) Relevanta IETF-aktiviteter: Zero Configuration Networking WG (zeroconf) Status: Internet Draft med krav IP Routing for Wireless/Mobile Hosts WG (mobileip) mer och mer inriktad på IP i mobiltelefoninät

16 16 Tjänstelokalisering både tjänster som finns på platsen, och tjänster som erbjuds av deltagarna mycket relaterat till adressering när mobil nod skall erbjuda tjänst IETF: RFC2608 Service Location Protocol Sun: Jini

17 17 Policy och säkerhet Vem vill jag kommunicera med eller förmedla trafik åt? säkerhetsmedlen måste vara bekväma! hur etableras en säker association när vi träffas adhoc, som vid detta föredrag? Idé: använd korthållskommunikation, tex IR för nyckeldistribution spontant VPN

18 18 Summering Ad-hoc-nätverk: mobilt trådlöst nät som inte behöver basstationer vägvalsprotkoll som klarar dynamiken strömförbrukningsegenskaper Spontant nätverk: konfigurering automatiskt tjänstelokalisering policy och säkerhet